Tecnologia delle conserve di origine vegetale

STRUTTURA D’ESAME: orale

o scritto, lo decidiamo noi. 4

domande aperte ma

possiamo rispondere solo a 3 in quanto 1 vale 10 punti. La prima è

su struttura e produzione, la seconda sulle operazioni e la terza e

la quarta su un processo di trasformazione.

LEZIONE:

Schema % delle conserve, di diverso tipo, nel mondo:

Le principali aree di conserve sono Europa e stati uniti. Negli stati uniti il 50% è dalla California. Gli USA

hanno quasi tutta la frutta processata.

Il Sud America ha un 9%, e in particolare Brasile e Cile.

L’india è uno dei principali produttori di frutta fresca, NON LA TRASFORMA, infatti ha una % molto bassa.

Il Giappone è un paese importatore per eccellenza, non produce molto.

COSTI D’INDUSTRIA:

molte volte le industrie preferiscono fare i

pretrattamenti direttamente in campo per

diminuire il costo di manodopera.

Il guadagno non è altissimo e hanno un limitato

valore aggiunto. Di solito rinnovano il prodotto

cambiando il modo in cui lo si presenta sul

mercato.

In generale nel mondo, si tratta di un settore in cui le

industrie sono abbastanza piccole, c’è una grande

polverizzazione dell’industria. Molte industrie con pochi

addetti generalmente. Ma ci sono anche molte multinazionali

(vedere foto).

Guardando tutte le filiere alimentari: Le conserve vegetali rappresentano il 3,9%; i succhi lo 0,7% mentre il

3,1% sono i surgelati.

STRUTTURA E PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA DELLE CONSERVE E SEMICONSERVE ALIMENTARI

L’industria alimentare ha un basso valore

aggiunto con un costo di personale che

indice significativamente. →

DERIVATI DEL POMODORO è un orgoglio per l’Italia.

Vedendo dalla tabella l’87,7% dei pomodori è destinato

alla trasformazione. Mentre la Cina, seppur essendo la

prima produttrice, ne trasforma solo il 6,5%.

L’Italia è il principale esportatore di derivati dal

pomodoro, seguito da Cina, USA, Spagna, ecc.

Ma quali sono questi derivati?

In primis il concentrato di pomodoro, poi i pomodori pelati

ed infine le varie salse. Queste ultime più diffuse nei paesi

nordici dove utilizzano più sughi pronti, ketchup, zuppe,

ecc.

In Italia ci sono principalmente due poli agro-industriali:

1. Parma e Piacenza: per concentrati e passate,

abbiamo 30 aziende che trasformano oltre 20000

t/anno

2. Napoli e Salerno: per pelati e simili, dove abbiamo

aziende più piccole che lavorano mediamente meno

di 10000 t/anno. →

ORTAGGI APPERTIZZATI AL NATURALE →

ORTAGGI SOTTACETO, SOTTOLIO E IN SALAMOIA

In questo campo troviamo la concorrenza artigianale.

Di fatti sappiamo fare per esempio, le melanzane

sott’olio anche a casa. →

SUCCHI E NETTARI DI FRUTTA

Principalmente concentrati che poi

vengono ricostituiti e messi sul mercato

anche gradualmente.

Possibili domande: definizione di conserve e semi conserve

CONSERVE E SEMI-CONSERVE

Questi prodotti conservati spesso cambiano radicalmente le caratteristiche sensoriali e fisiche del prodotto,

e si rendono anche pronti all’uso. Quando noi sottoponiamo queste materie prime a questi trattamenti per

renderli conservabili, cambiamo si le caratteristiche e allunghiamo la shelf-life, ma anche la quantità di

tossine, patogeni ed elementi rischiosi per la salute umana devono essere ridotti se non eliminati.

CONSERVA:

Perché un prodotto sia definito conserva deve rispettare 2 condizioni: 1. Deve aver subito un trattamento

termico di sterilizzazione e 2. deve essere confezionato in un adatto contenitore ermetico (ermetico a

tutto: gas, acqua, ecc.). finché l’ermeticità è garantita è conserva, nel momento in cui io apro il contenitore

non è più una conserva. Attuando queste 2 condizioni prolunghiamo la vita del prodotto all’infinito e non

c’è bisogno di generare condizioni particolari per la loro conservabilità. Per esempio una conserva non va in

frigorifero.

Le conserve possono essere acide (pH<4,5) o non acide (pH>4,5). Il pH è molto importante perché questo

andrà a determinare l’efficienza del trattamento termico, perché in condizioni di acidità e quindi di pH

basso, i microrganismi non si possono sviluppare. Quindi per le conserve non acide i trattamenti sono più

drastici. Ecco perché il pH definisce l’efficacia del trattamento termico. Le conserve poi possono essere

batteriologicamente stabili fino a 30°C o a 55°C (per paesi tropicali o sub-tropicali).

In teoria la conservabilità di una conserva è infinita nel tempo e indipendente da fattori ambientali esterni

e dalle condizioni di conservazione. In pratica fattori ambientali sfavorevoli (es. umidità, calore, salsedine),

talvolta combinati tra loro, possono accorciare la vita della conserva a causa della perdita di ermeticità del

contenitore, oppure si possono verificare lentissime reazioni chimiche che producono modifiche sensoriali

dell’alimento.

SEMICONSERVE

Sono tutti quei prodotti che subiscono trattamenti diversi da quelli sopra citati per le conserve.

Per definizione il tempo di conservazione delle semiconserve dipende dalle condizioni di conservazione.

Nel gruppo delle semiconserve rientrano i prodotti pastorizzati e quelli la cui conservazione è ottenuta

mediane l’uso di sostanze in grado di impedire/selezionare lo sviluppo microbico (sale, aceto, zucchero,

alcol etilico, ecc.) oppure mediamo la formazione di condizioni ambientali sfavorevoli tramite

fermentazione, affumicamento, essiccamento, congelamento, ecc.

Anche qui in base al pH abbiamo:

- semiconserve con pH ≥ 4,5 pastorizzate: devono aver subito un trattamento di pastorizzazione e sono

confezionate in contenitori ermetici. Devono riportare in etichetta la dicitura: “da conservare in

frigorifero”.

- semiconserve a qualsiasi pH: sia mediante aggiunta di sostanze inibitrici dello sviluppo microbico sia

mediante processi atti a conferire al prodotto particolari caratteristiche protettive: prodotti acidificati,

salati, fermentati, affumicati, essiccati, liofilizzati, congelati, sotto alcool, ecc. possono richiedere meno

confezione ermetica.

LA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI MEDIANTE L’USO DEL CALORE risale al 1810 quando Nicolas Appert

mise delle bottiglie a bagnomaria e producendo le prime conserve. Però era destinato ai soldati Francesi

che sfamarli durante la guerra, ma erano scomodi perché erano in vetro. Poi nello stesso anno Peter

Durand brevetta i contenitori metallici per alimenti. All’epoca per fare una conserva ci volevano 6 ore e la

difficoltà era aprirle in quanto l’apriscatole venne inventato 30 anni dopo. Solo 50 anni dopo si capì il

perché della conservazione grazie a Pasteur. Poi Hall e Donkin brevettarono un metodo per fabbricare

conserve di alimenti, copiato da Appert, ma usando contenitori metallici.

STERILIZZAZIONE

La differenza tra sterilizzazione e pastorizzazione: la sterilizzazione è la condizione, insieme al contenitore

ermetico, che mi definisce la conserva. Ed è il trattamento termico di sterilizzazione che conduce alla

completa distruzione dei microrganismi, incluse le spore, ed all’inattivazione degli enzimi.

Non esistono delle condizioni termiche valide indiscriminatamente. La scelta della T°C e della durata del

trattamento dipende infatti sia dalle caratteristiche chimico-fisiche del mezzo (PH, tenore di acqua,

presenza di lipidi), sia dalla necessità di distruggere microrganismi sporigeni.

Lo scopo della sterilizzazione (concetto moderno di sterilizzazione) è quello di rendere stabile l’alimento nel

tempo, operando in modo tale da minimizzare le alterazioni del prodotto (sia di tipo sensoriale, sia

nutrizionale), causate dal trattamento: ciò si ottiene ottimizzando il binomio tempo-temperatura.

PASTORIZZAZIONE

È il trattamento termico che consente la distruzione dei microrganismi patogeni e ridurre la carica

microbica nell’alimento, oltre che inattivare parte degli enzimi. Ma non distrugge tutti i microrganismi. Tale

trattamento che consente di prolungare la conservabilità dell’alimento rispetto al prodotto non

pastorizzato, è utilizzato per la produzione di semiconserve.

DISTRUZIONE TERMICA DEI MICRORGANISMI

PRIMA LEGGE DI BIGELOW: →

Qual è il primo effetto del trattamento termico 1° LEGGE

DI BIGELOW = Log N = log N0 – t/D

Questa legge permette di conoscere, per un certo tipo di

microrganismo, il numero di microrganismi sopravvissuti ad

un trattamento termico effettuato ad una determinata T°C

costante.

Fa riferimento ad una T°C.

D= TEMPO DI RIDUZIONE DECIMALE. Che è il tempo

necessario per ridurre del 90% un microrganismo.

Quindi in questo caso diminuisce il log della carica microbica rispetto al tempo e vediamo che la carica

microbica finale non diventa mai zero, ci sarà sempre la probabilità di trovare un microrganismo in una

quantità di prodotto. La STERILITÀ ASSOLUTA NON ESISTE.

La sterilità commerciale si ottiene a seguito di un trattamento termico in grado di ridurre di un certo →

numero di ordini di grandezza una popolazione di spore di un microrganismo molto termoresistente. è

importante la carica microbica iniziale

ESEMPIO: per le conserve un trattamento di sterilizzazione deve essere in grado di ridurre di 12 cicli

logaritmici la popolazione di spore di Clostridium Botulinum. Viene utilizzato come riferimento il

Clostridium Botulinum, in quanto un batterio anaerobio molto pericoloso. Il botulinum è molto pericoloso

per questa tossina letale, e solo 1gr di questa tossina è in grado di uccidere 1 milione di persone. Quindi

quando facciamo le conserve a casa è importante aggiungere aceto all’acqua, quando si fa bollire, per

diminuire il pH ed evitare la crescita di microrganismi patogeni.

Il valore di D varia in base a diversi fattori.

Questi fattori sono:

- pH (se il prodotto è acido o meno)

- Tenore d’acqua

- Presenza di lipidi: in quanto i lipidi hanno un effetto

di protezione nei confronti dei microrganismi, quindi

dovrò fare dei trattamenti più drastici (tipo per la

pastorizzazione dell’uovo o della panna).

- Fase di crescita del microrganismo

- Tipo di microrganismo

Vediamo che il tempo di trattamento e le relative T°C, sono più alte per le spore (S), piuttosto che per le

forme vegetative (m).

SECONDA EQUAZIONE DI BIGELOW

 Log (D1/D2) = (t2-t1)/Z

Introdotta nella 2° guerra mondiale, sempre per sfamare i soldati.

Permette di conoscere, per un certo tipo di microrganismo, il

numero di microrganismi sopravvissuti ad un trattamento termico

effettuato ad una determinata T°C costante.

Nella prima equazione si parla di una temperatura, una sola.

Mentre la seconda equazione mette in relazione D in funzione

della T°C di trattamento. Quindi mette in relazione il tempo di

distruzione quel microrganismo in quelle determinate condizioni

(di pH ecc.) a quella T°C.

Anche qui sull’asse delle Y abbiamo una scala logaritmica. E qua abbiamo il parametro Z che è la differenza

di T°C (in questo caso 112-97=15°C) che determina una variazione di 10 volte di D, in altri termini

rappresenta quell’aumento di T°C che determina un’accelerazione di 10 volte della velocità di distruzione

termica del microrganismo.

Dalla tabella vediamo che lo Z dei microrganismi è

inferiore a quello delle reazioni. La retta rossa

(quella che non è parallela alle altre), è la retta di

sterilizzazione. Quindi tutti gli abbinamenti di T°C e

t portano allo stesso effetto sterilizzante. Da questa

pendenza io posso dedurre lo Z, ho lo stesso effetto

ma con condizioni differenti. Le altre linee (in

verde, quelle parallele) sono le linee di distruzione

della vitamina C al 100, 75, 50 3 25% di distruzione.

Quindi l’aumento di 10°C accelera di 10 volte la

sterilizzazione ma non riesce a distruggere del tutto

la vit. C; se siamo nel punto di intersezione tra la

retta di sterilizzazione e la retta del 25% di

distruzione (circa 135°C per poco più di 1 secondo). Quindi bisogna sterilizzare ma cercando di minimizzare

al massimo il danno termico.

→

GRAFICO nella zona di UHT: a T°C alte e tempi io

riesco a sterilizzare senza imbrunire il latte. Mentre

sopra la soglia di imbrunimento ho T°C più basse e t

più lunghi e non va bene. Nella 1° eq. consideriamo che la T°C sia sempre

costante, ma in realtà nei processi, la T° varia. Di

solito c’è una fase di riscaldamento, una di sosta, ed

una di raffreddamento.

Il rapporto Log N0/N; è il rapporto di come sto

riducendo la mia popolazione. L’integrale di 1/D in

funzione del tempo, la risoluzione di questo mi

permetterà di sapere quante riduzioni decimali ho fatto

della mia popolazione. È chiaro che sarebbe l’area sotto

la curva del grafico a dx in basso. Questo è il primo

enunciato di bigelow.

Il trattamento a cui noi andiamo a sottoporre il prodotto, deve essere la T°C nel punto più sfavorevole del

contenitore, in modo da garantire che tutto il prodotto abbiamo subito la sterilizzazione.

Nei prodotti solidi, il punto più sfavorito termicamente

è quello centrale, qui la trasmissione avviene per

conduzione. Nel caso di prodotti solidi immersi in un

liquido, tipo i piselli in salamoia, anche lì sarà il punto

centrale quello sfavorito.

i prodotti liquidi poco viscosi, la trasmissione avviene

per convezione quindi qualsiasi punto è la stessa cosa.

Per un prodotto viscoso invece, non si sa bene come

posizione il dataloger, in quanto dipenderà dalla

viscosità del prodotto e anche dallo spazio di testa.

A seconda della dinamica dei fluidi può esserci un flusso

laminare (a), o turbolento (b). la differenza tra questi due è

la uniformità di flusso di velocità di passaggio attraverso la

tubatura. Quindi il t di permanenza di ogni particella, se il

flusso è laminare, non è costate: la velocità media è la metà

della velocità massima, quindi c’è una grande eterogeneità.

Le particelle che si trovano a contatto con la parete, può

succedere, che abbiamo un tempo di permanenza più basso

rispetto a quelle centrali (vedere le frecce del flusso

laminare).

Nel flusso laminare, per esempio se D= 2 secondi, e le

particelle vicino alla tubatura hanno un tempo di

percorrenza di 6 s mentre quelle al centro hanno un t di permanenza di 36 secondi, perché la velocità è

maggiore; quante riduzioni decimali avrò fatto delle particelle che si trovano vicino alla parte? 6/2=3.

Mentre quelle al centro 32/2=18. In un caso ho ottenuto solo 3 riduzioni ed il prodotto non è sterile. L’altro

ne ha fatte 18 quindi il prodotto è sterile ma probabilmente anche danneggiato termicamente, quindi dove

c’è un flusso turbolento la velocità media delle particelle è l’80-85% rispetto a quella massima, quindi si

cerca di provocare una turbolenza, in modo tale da riuscire ad avere uno stesso trattamento termico in

tutta la massa. Di solito le industrie sovra trattano per essere sicuri che sia sterile, non si esagera, per

evitare di danneggiare il prodotto, ma è meglio sovra trattare che sotto trattare. Il trattamento in

contenitore comunque danneggia meno che in quello sfuso.

CONCETTI DI f0 e c0: sono il tempo in minuti; ma f0 è

riferito al microrganismo e c0 alla reazione.

Il parametro f0 di un trattamento termico qualsiasi,

rappresenta i minuiti equivalenti di quel trattamento, a

121°C. Di solito è riferito alla distruzione microbica in

base allo z scelto. F0 indica l’effetto sterilizzante.

Mentre il paramento c0 di un trattamento termico

qualsiasi, indica l’effetto cottura e rappresenta i minuti

equivalenti di quel trattamento a 100°C. di solito è

riferito all’effetto chimico in base allo z scelto.

Di solito l’azienda dà indicazioni su quale deve essere f0. L’azienda in base agli impianti che ha deve

assicurare che raggiunga l’f0 richiesto.

DOMANDE ESAME: cos’è conserva, semi conserva, sterilizzazione, pastorizzazione, qual è l’effetto del

calore sui microrganismi e l’evoluzione delle autoclavi.

LA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI MEDIANTE L’USO DEL SALE

→

L’effetto del sale sui microrganismi possibile domanda.

Nell’industria delle conserve viene utilizzata una salamoia a diverse concentrazioni.

Il sale ha effetti distruttivi sui microrganismi, perché crea delle condizioni tali da evitare il loro sviluppo.

Sono 4 gli effetti che provoca:

1. Il sale in soluzione acquosa, cioè in salamoia, esercita pressione osmotica. La pressione osmotica è

una proprietà colligativa e dipende dal n° di molecole in soluzione. Quindi se andiamo a considerare

il peso molecolare del sale (NaCl) è 58,5 e quella del saccarosio che è 342, ad una pari

concentrazione chi esercita una maggiore

pressione osmotica? Per esempio ho di

entrambe 100 gr in 1000 gr di h2o, l’NaCL

esercita una pressione maggiore, perché il

numero di moli dell’NaCl sarà maggiore del

numero di moli del saccarosio. Perché 1100/342

= 3,2 mentre 1100/58,5 = 18,9. Questo andrà a

generare una maggiore pressione osmotica nella

soluzione di sale rispetto a quella con il saccarosio. Cosa

significa pressione osmotica?

Nella isotonica c’è equilibrio, i puntini sono uguali. Nella

ipotonica i pallini sono di più in quello interno quindi per la

pressione osmotica, la parte esterna va verso l’interno e la

cellula andrà ad esplodere; mentre nell’ipertonica

all’esterno abbiamo una maggiore quantità di soluti, tipo il

sale cioè la salamoia, quindi dall’